package org.usmile.algorithms.leetcode.middle;

import java.util.*;

/**
 * 380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素
 *
 * 实现RandomizedSet 类：
 * RandomizedSet() 初始化 RandomizedSet 对象
 * bool insert(int val) 当元素 val 不存在时，向集合中插入该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
 * bool remove(int val) 当元素 val 存在时，从集合中移除该项，并返回 true ；否则，返回 false 。
 * int getRandom() 随机返回现有集合中的一项（测试用例保证调用此方法时集合中至少存在一个元素）。每个元素应该有 相同的概率 被返回。
 * 你必须实现类的所有函数，并满足每个函数的 平均 时间复杂度为 O(1) 。
 *
 * 示例：
 * 输入
 * ["RandomizedSet", "insert", "remove", "insert", "getRandom", "remove", "insert", "getRandom"]
 * [[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]
 * 输出
 * [null, true, false, true, 2, true, false, 2]
 * 解释
 * RandomizedSet randomizedSet = new RandomizedSet();
 * randomizedSet.insert(1); // 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
 * randomizedSet.remove(2); // 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
 * randomizedSet.insert(2); // 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
 * randomizedSet.getRandom(); // getRandom 应随机返回 1 或 2 。
 * randomizedSet.remove(1); // 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
 * randomizedSet.insert(2); // 2 已在集合中，所以返回 false 。
 * randomizedSet.getRandom(); // 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
 *
 * 提示：
 * -231 <= val <= 231 - 1
 * 最多调用 insert、remove 和 getRandom 函数 2 * 105 次
 * 在调用 getRandom 方法时，数据结构中 至少存在一个 元素。
 */
public class _0380 {
}

class _0380_Solution {
    private static class RandomizedSet {
        private final Map<Integer, Integer> idxMap;
        private final List<Integer> nums;
        private final Random rand = new Random();

        public RandomizedSet() {
            this.nums = new ArrayList<>();
            this.idxMap = new HashMap<>();
        }

        public boolean insert(int val) {
            if (idxMap.containsKey(val)) {
                return false;
            }
            idxMap.put(val, nums.size());
            nums.add(val);

            return true;
        }

        public boolean remove(int val) {
            if (!idxMap.containsKey(val)) {
                return false;
            }

            // 拿到需要删除的元素在列表中的索引位置
            int index = idxMap.get(val);
            // 将列表中的最后一个元素覆盖掉需要删除的元素
            int lastNum = nums.get(nums.size() - 1);
            nums.set(index, lastNum);

            // 更新最后一个元素的索引
            idxMap.put(lastNum, index);
            // 删除数组列表中的最后一个元素
            nums.remove(nums.size() - 1);
            // 从 map 中删除指定的元素
            idxMap.remove(val);

            return true;
        }

        public int getRandom() {
            return nums.get(rand.nextInt(nums.size()));
        }
    }
}
